预应力锚索桩板墙减震锚头弹簧刚度系数研究

以某高原铁路高烈度地震区路堑段为背景,采用有限元方法建立锚头设置弹簧组件的减震锚拉桩板墙分析模型,研究锚索体系刚度对桩板墙地震响应特征的影响规律,探讨锚头弹簧刚度的优化参数范围。结果表明:设置减震锚头的桩板墙锚索受力较普通锚拉式桩板墙结构有明显改善,地震作用下锚索拉力峰值、震荡幅值及残余拉力随锚索体系刚度降低近似呈线性减小规律,但锚索对桩身的约束作用减弱,桩顶动位移峰值及残余位移呈反“S”形增大。为了协调和统一地震作用下降低锚索拉力和桩顶位移的抗震需求,应根据桩顶水平位移的极限对锚头的弹簧刚度进行优化。     

多支点预应力锚索桩结构计算与测试分析

根据悬臂梁挠曲变形理论、横向变形约束弹性地基梁理论及桩索变形协调原理，提出了考虑各锚索支点施工工况影响系数进行土质地层多支点预应力锚索桩的设计方法；结合工程实施，对桩背与板后土压力、锚索拉力、桩身位移等进行了现场测试和分析研究；验证了桩背土压力受锚索约束影响呈梯形分布、板后土压力为三角形分布的应力图形；证明了考虑工况影响系数进行多支点预应力锚索桩设计的合理性和可行性。     

南昆线锚拉式桩板墙的弹性约束地基系数法

预应力锚拉式桩板墙是桩板墙及锚拉抗滑桩基础上发展起来的一种新型支挡结构。基于结构矩阵方法。结合工程特点，考虑了锚索的弹性约束、填土土压力随位移的变化关系、锁口处位移和内力的连续条件，计入了桩锚固段变形对桩位移和内力的影响，分别导出了锚固段及受荷段的刚度矩阵，编制了相应的计算程序。计算了墙面桩的位移，弯矩、锚固段应力应变、锚索拉力等。所得结果与其它方法相比，有较好的规律性和可比性，可供相关工程参考和借鉴。     

锚拉式柱板墙土压力试验研究

以一高速公路轻型支挡结构监测项目为依托,对锚拉式柱板墙挡板背土压力进行了现场测试,分析了锚拉式柱板墙挡板背土压力随深度、时间变化的分布规律,探讨了理论计算值与实测值差异的原因。结果表明：土压力与填土深度并非线性关系,当达到一定深度后反而减小。土压力计算值相对于实测值偏大,最大值都出现在墙高的2／3位置。实测墙背土压力合力作用点比理论作用点有所上移,在0．41的填土高度处。     

微型桩群-锚索地梁体系加固斜坡路基的原位试验研究

对微型桩群与锚索地梁加固堆积层滑坡的加固效果和桩群的受力特征进行了原位监测试验研究。试验过程中采集了桩侧土压力、桩身弯曲应力、锚索预应力以及坡体深孔位移,分析了微型桩的受力、桩侧土压力的分布特征,并根据锚索预应力的长期损失规律和典型位置的时间—位移曲线,评价了加固效果。试验结果表明,轻型支挡综合处治措施完工后,预应力损失量及坡体变形速率呈收敛态势;桩群内部各排桩侧土压力值的增减存在一致性,体现出微型桩群的整体抗滑机制。监测结论对于类似边坡工程加固方案设计具有参考意义。     

锚索自由段长度对锚索桩内力的影响

在横向变形约束弹性地基梁法分析锚索桩内力的基础上,详细阐述了锚索自由段长度对锚索拉力与桩身内力的影响,说明了锚索自由段长度是影响锚索桩内力的一个较为重要的因素。通过工程实例分析,指出在同一加固工程中,若锚索自由段长度减小,则锚索拉力增大,桩身内力(剪力、弯矩)减小,对于桩体发挥其承载能力有利,提出可以通过适当注浆来减小锚索自由段的有效计算长度,以改善锚索桩的受力状况。     

预应力锚索桩板墙受力现场测试与计算研究

针对预应力锚索桩板墙的特点,在现场布置测试元件对其墙后土压力分布、桩锚固段接触应力分布进行了测试研究。同时考虑桩板与岩土界面、锚索与岩土界面以及锚索的预应力等建立"耦合"分析数值模型对桩板墙的受力特征进行了对比研究。结果表明:由于存在锚索预应力的作用,预应力锚索桩板墙结构存在明显的"水平土拱效应",预应力锚索的限位作用不但改变了土压力沿墙高的分布形式,也使得合力的大小与合力作用点的位置发生了明显地改变。建议对按规范规定的预应力锚索桩板墙的墙后土压力计算方法进行修正。     

填土荷载对邻近桩排影响的有限元分析

建立了填土荷载对邻近桩排作用的三维有限元模型,分析桩顶边界条件和桩-土接触变化时桩基的不同性状,探讨了桩-土间土拱效应,分析了桩身挠曲、桩侧土压力和桩身轴力同填土荷载之间的变化规律。结果表明,填土荷载作用下,桩身挠曲与填土荷载成非线性关系,可以用三折线模型来模拟;桩顶自由时,桩前的土压力介于朗肯主动土压力和被动土压力之间,呈非线性分布。同种土中,桩侧土压力沿桩身呈线性分布,但比Ito理论和沈珠江理论求得的极限土压力都小。桩-土间设置接触单元能更实际地模拟桩基负摩擦力。所得结论对研究被动桩桩-土相互作用以及桥台桩基的设计和施工提供参考。     

深基坑桩锚支护体系桩身内力及变形监测分析

依据西安市高新区某桩锚支护式深基坑支护桩内力和侧向位移的监测数据,对支护桩桩身内力与变形的变化规律进行了对比分析,得到了桩身弯矩和位移沿深度方向的分布。分析结果表明:随着基坑开挖深度的增加,支护桩的桩身弯矩值以及桩身向基坑内侧方向的位移不断增加,桩身弯矩最大值出现在基坑开挖底面以下,反弯点沿桩身向下移动。锚索锁定后对桩身内力与位移的作用显著,减小了桩身弯矩,限制了桩身位移的增加;空间效应在基坑开挖过程中,对桩身内力与位移产生影响,基坑中间支护位置桩身的最大弯矩值与位移值明显大于其他支护位置,分析结果可对基坑的进一步施工提供参考。     

基于振动台试验的桩板墙加固边坡抗震性能研究

以大型振动台模型试验为手段,以昆明市某边坡为原型,对地震作用下桩板式抗滑挡墙加固边坡的加速度、位移和动土压力响应的分布特征和变化规律进行研究。以大瑞人工波为研究对象输入地震波,设计相似比为1∶20的桩板墙加固边坡模型与自然边坡开展对比实验。研究表明：自然边坡在Ⅷ级地震烈度下,边坡体后缘产生大量张拉裂隙,后缘与母体脱空,具备滑坡的前兆特征,与自然边坡试验现象比较,桩板墙加固边坡的抗震稳定性较好,边坡在设防烈度（Ⅷ基本烈度）范围内保持稳定;当加载地震波峰值加速度相对较小时,水平加速度延高程有明显放大效应,会对自然边坡稳定性产生不利影响;当加速度相对较大时,有水平加速度延高程既出现放大现象也产生缩小现象;桩板墙加固后边坡对地震波的放大效应明显比自然边坡土体小,说明桩板墙能有效减弱边坡的震动效应;在地震动激励下,动土压力峰值随着加载地震波幅值的增大而增大,在同一加载工况下,离桩顶越远,动土压力峰值越大,桩板墙最大土压力出现在靠近桩板墙底的位置。试验结果有助于揭示该结构抗震机制,可为支挡结构的选取与桩板墙结构抗震设计提供依据。     

预应力锚索桩板墙土压力分布试验研究

总结了预应力锚索桩板墙上土压力分布的研究现状,分析了桩-索-板的工作机理,并以宁道(宁远-道县)高速公路预应力锚索桩板墙试验数据为依据,探讨了抗滑桩和挡土板上土压力的大小及分布形态,得出了一些结论.     

黄土边坡原位直剪与抗滑桩模型试验

为揭示黄土公路高陡边坡的稳定性状,选取黄土塬开挖平台非扰动黄土为试样,制作试样模型进行原位试样直接剪切试验,设计进行不同工况下埋入式与悬臂式抗滑桩模型试验,研究获取公路路堑边坡黄土土样应力-应变关系曲线、土样峰值强度及残余强度参数变化规律,并基于支挡抗滑桩和黄土边坡坡体内受力与变形状态,揭示桩-土相互作用过程与变形机理。试验结果表明：黄土试样在直接剪切时,随着法向应力增大,其应力-应变关系曲线逐渐由软化型向硬化型转变,且曲线逐步升高但未出现交叠;相同的剪切次数下,黄土试样峰值强度和残余强度均随法向应力增大而增大,残余强度较峰值强度有一定衰减,且垂直强度愈大,衰减愈明显;随着水平推力达到极限承载力,埋入式模型抗滑桩桩身土压力分布呈现上大下小的变化趋势,且在滑动面位置上部附近出现桩前最大土压力,桩体发生弹性变形,弯矩值沿桩身分布总体呈"S"形规律;悬臂式桩体不发生刚性转动,桩身土压力总体呈上下小、中间大的分布态势,桩后最大土压力出现在滑动面附近,而桩前最大土压力则随着现场试验中单排模型桩根数增多,自模拟滑动面逐渐过渡到新的剪出滑动面,桩身弯矩呈"D"形分布。     

深厚软基区桥梁桩基横轴向承载特性研究

采用理论分析与数值仿真方法,建立了深厚软基区桥梁桩基础三维模型,选取软土厚度作为分析变量,计算分析了不同工况下桩基础的横轴向容许承载力、桩侧土抗力、桩身水平位移及桩身弯矩分布规律。研究结果表明:在软土侧向推力、汽车制动力及离心力作用下,深厚软基区桥梁桩基受力情况复杂;软土厚度超过10 m时,软土厚度对桩基横轴向容许承载力及桩侧土抗力影响很小,桩身第一水平位移零点随软土厚度增加逐渐上移,大于20m后趋于稳值;软土的存在增大了桩身最大弯矩,对桩身最大弯矩影响最大的软土厚度为5m;软土厚度大于10m后,桩身最大弯矩趋于稳值。     

既有线条件下路基桩板墙帮宽结构数值研究

以某既有线条件下路基桩板墙帮宽结构为研究对象,运用Midas GTS有限元分析软件,研究了新建及既有桩板墙的受力特性。结果表明:锚索施加预应力对边坡土体沉降的影响很小,路基填土及列车荷载是边坡土体沉降的主要影响因素;新建桩和既有桩均呈现出受压状态,新建桩受到的压力要大于既有桩;桩身剪力变化较为复杂,呈现出正负交替变化;桩身最大弯矩出现在距离桩顶6~13m范围内,既有桩在桩身7m处达到最大负弯矩;锚索整体表现出受拉状态,#11、#12锚索在自由端与固定端交接的地方     

路堑边坡桩锚支护施工过程数值分析

对长沙市某桩锚支护路堑边坡的施工过程进行数值模拟,分析研究边坡开挖对周围土体变形、支护结构变形及受力的影响。结果表明:桩顶的位移先向边坡土体变形,再向坡前临空面变形;边坡开挖后坡顶的小土坡在其坡面中点高度处产生的y向位移最大;边坡开挖对坡顶的6层建筑物无太大影响;边坡土体开挖后在开挖面的中部和边缘处会出现较大的地表隆起;开挖面以上桩后各点的土压力随着开挖高度的增加出现先增大后减小的现象;第1～3排预应力锚索自由段的轴力是随开挖高度增加先减小后增大,而第4～6排预应力锚索自由段的轴力仅有增长的趋势,最终锚索的最大轴力均小于初始预应力值。     

某深基坑开挖数值模拟与实测对比分析

通过FLAC3D对现场工况进行了开挖模拟,与实测结果进行了对比分析。围护结构型式采用单排桩+锚索和双排桩,开挖到坑底时,计算的桩身水平位移最大值分别为8.73 mm和10.19 mm,实测值分别为10.57 mm和12.05 mm,实测值稍大于计算值,桩身整体侧向变形规律一致。围护结构型式采用单排桩+锚索,不同开挖阶段坑外地表沉降的计算值与实测值对比,整体沉降均随着开挖深度增加而增大;沿基坑方向的分布规律也大致相同,都是呈凹槽型分布,最大沉降值出现在距桩后3~4 m范围内。     

弹性支点法在预应力锚索桩板墙计算中的应用

该文针对云南某公路工程滑坡的治理,考虑土压力分布等因素及不同工况条件,采用弹性支点法对预应力锚索桩板墙的桩-锚索体系进行模拟计算,通过大量试算,对桩-锚索体系的计算模型和算法进行探讨,对桩-锚索体系的内力变化规律做出分析总结,以指导设计和施工.     

软基桥头路基填筑对桥台桩的影响

为考察台后路堤荷载导致的地基软弱下卧层压缩和水平移动作用下的桥台桩基受力性状,建立了桥台桩基的三维有限元模型,验证了其合理性,并通过设置桩-土接触单元分析了桥头路基填筑对桥台桩基受力性状的影响.结果表明:由于桩的“遮拦效应”,前排桩桩-土“绕流”现象较后排桩更为明显；同时,桩的阻拦作用使桩周土体位移值较自由土场预测值偏小；桩-土相对位移较大时桩平均侧向压力与桩-土相对位移呈非线性关系；每级荷载下最大桩侧土压力约为路堤荷载的74％；路堤荷载大小与桩身最大弯矩值的关系与基桩所处位置有关,并非简单的双折线关系；在影响桩身弯矩因素中,软土层力学性质对桩身弯矩影响较桩身模量更为明显；桩在受轴向力和侧向力耦合作用下,桩基础的承载力会有所提高,但不明显.     

锚索桩板墙结构锚索预应力的确定方法

本文考虑桩与锚索变形协调时预应力锚索桩的变形与内力，以及最合理预加应力值的确定方法，对于合理设计预应力锚索桩板墙这种新型支档结构具有较大的理论指导意义，通过计算可以看出，这种结构物对作用于其挡土板上的土压力的大小反映较敏感，文中假定为静止土压力，但预加应力后墙背后的土压力究竟如何分布，目前尚待研究。     

基于非线性Pushover分析的单桩横向受力特性研究

为了研究地基土以及桩身在进入非线性状态下的单桩水平极限承载能力及变形能力,采用分布塑性铰模型模拟桩身的弹塑性,以p-y曲线模拟桩侧地基土水平抗力,对固定桩头单桩基础进行了静力非线性推倒分析。结果表明:(1)桩身轴压比对结构水平极限承载能力及位移延性影响显著;(2)随着地基土抗剪强度的增大,桩顶极限位移减小,但水平极限承载能力增大;(3)提高桩身配箍率,桩顶极限位移增加较明显;(4)轴压比较小时,在桩头及地面以下桩身均可能产生塑性铰,但轴压比较大时,仅在桩头产生塑性铰。